题目内容
(16分)如图所示,高h =0.8m的绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场,场强E的方向与区域的某一边界平行,区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场B。现有一质量m=0.01kg,带电荷量q=+10-5C的小球从A点以v0=4m/s的初速度水平向右运动,匀速通过区域Ⅱ后落在水平地面上的B点,已知小球与水平桌面间的动摩擦因数,L=1m,h = 0.8m,x =0.8m,取g =10m/s2。试求:
(1)小球在区域Ⅱ中的速度;
(2)区域Ⅱ中磁感应强度B的大小及方向;
(3)区域Ⅰ中电场强度E可能的大小及方向。
(1)小球在区域Ⅱ中的速度;
(2)区域Ⅱ中磁感应强度B的大小及方向;
(3)区域Ⅰ中电场强度E可能的大小及方向。
(1)(2) 垂直纸面向里 (3)电场方向水平向左或者电场方向竖直向下
试题分析:(1)小球离开磁场后做平抛运动,设小球在磁场中匀速运动的速度为v,则有
……①1分
……②1分
联立①②解得: ……③ 2分
(2)由于小球在磁场中作匀速运动,只能受重力和洛仑兹力作用
……④ 2分
又 ……⑤ 2分
联立④⑤解得: ……⑥ 1分
代入数值得: ……⑦ 1分
根据左手定则可判断磁感应强度B的方向垂直纸面向里。
(3)由于v<v0,所以小球在电场中作减速运动。电场方向有两种可能
(i)电场方向水平向左。小球在电场中,由动能定理
……⑧ 2分
解得 ……⑨ 1分
(ii)电场方向竖直向下。小球在电场中,由动能定理
……⑩ 2分
解得 ……(11)1分
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